具有表面张力密封的封堵件的制作方法_2

文档序号:9620089阅读:来源:国知局
表面的透氧率比干燥的表面的透氧率低100倍。另外还发现润湿的表面的透氧率相比于干燥的表面的透氧率具有更好的长期一致性。
[0048]润湿剂的特性
[0049]1、低的透氧率(0TR)。
[0050]按体积计,润湿剂应当容纳低于15%的氧。润湿剂不应该吸收氧或者传递氧,以确保所含液体尽可能不被氧化。大多数液体的氧气溶解度随温度变化。由于随温度变高,能够溶解在润湿屏障中的氧越来越少,因此润湿屏障对于渗入氧的阻力随之增加。因此,随着温度变高,密封的质量变好。在优选的实施方式中,润湿剂应该对于氧传递产生抵抗屏障,该抵抗屏障允许具有0.0OOOlcc/每天到0.002cc/每天的透氧率。
[0051]2、低的粘度
[0052]润湿剂粘度越低越容易流入到平的表面之间的缺陷中,并在压力下产生较好的毛细管作用,因此产生较好的密封效果。缺氧密封能够在50cst到lOOOOcst的粘度下实现。此外,润湿剂可以为不同的各自具有不同粘度的液体和/或化合物的结合,以确保对于所容纳液体的恰当透氧率。
[0053]3、低的表面张力
[0054]润湿剂需要均匀地分散在平的密封表面上,并且保留在原处直到表面彼此接触并且施加力以开始毛细管作用。在优选的实施方式中,润湿剂的表面张力在20°C时必须为15mN/m 到 30mN/m 之间。
[0055]4、防水性以及低的水浸透率
[0056]为了确保润湿剂密封不被容纳于容器中的液体或者容器外部的水分打破,润湿剂必须为具有非常低的水浸透率的高防水性。
[0057]5、可压缩的
[0058]由于在压力下能够从高点(high points)被挤出而降低润滑或者密封品质,具有非常低的压缩性的液体不太适合作为润湿剂。矿物油和植物油具有低的压缩性并且能较好地工作,然而硅油是高压缩性的并且能够容易地填充平的表面中的孔,因此增强毛细管作用,以从表面挤出任何空气,并且提高密封效果。
[0059]6、无毒
[0060]为了使容器容纳用于人类使用的液体,润湿剂必须无毒,例如润湿剂必须被FTA认可。该要求对于容纳不用于人类使用的液体的容器而言是不适用的。
[0061]7、长的使用寿命(即能够持续超过50年)
[0062]如上所述,为了所容纳液体的寿命,润湿剂必须保持较好的密封特性。此外,由于润湿剂能够影响味道甚至破坏容纳于其中的液体,在液体容纳期间,润湿剂不能腐臭或者被氧化。植物油具有2到5年的推荐寿命,因此植物油仅应该在容纳于容器中的液体在2到5年以内使用的情况下用作润湿剂。矿物油和合成油以及蜂蜡由于具有超过100年的有效寿命而能够用作润湿剂。
[0063]8、高纯度
[0064]润湿剂必须免于任何大颗粒和污染物,以因此提高密封和润湿剂零件的寿命。因此,润湿剂必须经过高精度的过滤以及类似于为了移除污染物的工序处理。
[0065]9、无迀移/滑动
[0066]为了同时保持密封的质量以及所容纳液体的质量,润湿剂不能在相邻的平的表面之间的迀移。可以通过添加防滑复合物(例如硅树脂粉末)到润湿剂内来实现上述要求,而不影响润湿剂的粘度。
[0067]10、运行温度
[0068]润湿剂必须一贯地在所容纳液体的经验所需温度范围内起作用。例如在装有酒的情况下,期望密封能够在5°C到60°C的温度范围内正确地运转。大多数矿物油和植物油能够在0°C到80°C的温度范围内很好地起作用,并且硅油的性质在-20°C到300°C的温度范围内几乎不改变。
[0069]11、保持力
[0070]将两个非常平的表面挤压于一起的闭合力仅需几公斤,以产生毛细管作用,将空气/氧气从表面之间挤出并保持所需的密封,但是为了防止密封被来自于容器内的蒸汽压力打破,应该在平的表面顶部施加至少20公斤的力。
[0071]通过在具体范围内改变上述特性并且/或者通过结合不同的液体力,润湿剂能够在特定时期的时间内产生不同水平的渗入氧,以提供给所容纳材料。在容纳材料为酒的实施例的情况下,酿酒商将选择具有在上述预定的容纳时期具有适合特定酒的特性的性能的润湿剂。润湿剂可包括以下物质中的两者或者多者的结合:
[0072]a.合成油,尤其是硅油;
[0073]b.矿物油,尤其是石蜡;
[0074]c.植物油,包括橄榄油、葡萄籽油、豆油、葵花油;
[0075]d.蜂蜡油;以及
[0076]e.抗滑复合物,例如硅树脂粉末。
[0077]润湿剂必须施加到至少一个平的表面上,即施加到酒瓶的颈部的边缘上或者平片外的2mm处。在每个表面上所需的产生缺氧密封的润湿剂的体积大约为0.05ml,该体积为标准750ml容量的酒瓶的大约0.007%。
[0078]润湿剂能够在灌装工序或者在酒瓶制造的最终时期施加到酒瓶的非常平的表面。非常平的片可涂覆有润湿剂并且位于螺纹帽中,以保护玻璃片的表面和润湿剂直到螺纹帽施加到酒瓶上。
[0079]玻璃制造环境并不是无菌和无尘的,从而即使在制造过程中产生2到5倍于光的波长的平面度的平面,大气中的灰尘、玻璃以及其他材料的颗粒能够掉落在酒瓶模具中或者掉落在相当热^ΟΟΓ)的模制瓶上,并将在平的表面上产生微小的缺陷、孔或者突起。这些微小的缺陷对于降低平的表面的干燥密封的质量而言是足够大的,但是对于保持润湿剂的所需的数量而言是足够多的。
[0080]为了使用润湿剂在两个非常平的表面之间产生缺氧密封,两个表面应该具有2到10倍于光的波长的平面度,并且两个表面应该进行不大于0.05mm的具有孔的表面抛光或者磨光,即,使用粒度为1000的金刚石磨盘获得的抛光。需要注意比较的是,不使用润湿剂而在平的表面之间产生缺氧密封将需要小于2倍的光的波长的平面度以及小于0.001mm的表面抛光。
[0081]包含润湿剂的两个平的表面不应进行精度非常高的抛光或者磨光的理由有很多,也就是:
[0082]a.如果两个平的表面进行精度非常高的抛光或者磨光,大多数的润湿剂将被所施加的力挤出表面,导致两个表面融合在一起,从而使得封堵件几乎无法打开。基于这个理由,润湿剂具有润滑特性。由于2到10倍于光的波长的平面度的水平以及在0.00002mm到0.05mm的磨光抛光中的孔和缺陷,两个平的表面之间将保留有足够的润湿剂以作为缺氧密封,以及在开启密封期间的润滑剂(在开启密封期间,顶部平片表面被扭转或者旋转)。
[0083]b.另一个改变施加在一个或者两个平的表面上的抛光水平的理由是为了改变渗入氧水平,以适合于所容纳液体的具体要求。例如,酒在一段较长时期可能需要较高水平的渗入氧,较高水平的渗入氧可以由在平的表面上进行较低水平的抛光并因此留存更多润湿剂(同时仍然在一段漫长的储存时期提供液体密封)而提供。
[0084]c.运输和操作具有此类密封的容器可能会带来能够破坏密封的冲击。为此,润湿剂必须具备充分的可压缩性,以便当两个表面被迫接合在一起时促进毛细管作用。该可压缩性同样将起到减少由冲击或者向下的力(向下的力可能出现在密封容器的运输和寿命期间)引起的冲击力的影响的作用。
[0085]如上所述,润湿剂的不同特性和非常平的表面在抛光过程中的变化允许透氧率水平的变化。一种控制该透氧率的变化的方式是:改变位于酒瓶顶部边缘上的非常平的表面的宽度,即将非常平的表面的宽度从大约0.5mm改变为2.0_。因此,通过改变宽度,润湿剂
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